废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的处理装置。属于烟气中有机卤素化合物的去除方法。
【背景技术】
[0002]印刷线路板(Printed Circuit Boards)简称PCB，是电子电器工业的基础，几乎所有的电子电器设备都要用到印刷线路板。印刷线路板的功能是支撑和连接各种电子元器件，广泛应用于各种各样的电子电器设备中，包括计算机及其元器件、通讯设备、测量和控制仪器仪表以及家用和办公电器设备等。其产值约占全球电子元件工业总产值的18%。随着电子工业的快速发展，印刷线路板的产量也逐年增加。有数据统计，近几年来，全世界PCB产量以年均8.7%的速度递增。在南亚，这一数字是10.8%，在中国这一数字是14.4%。
[0003]随着人们生活水平的提高和电子信息技术的快速发展，电子产品的需求不断增加，而且更新换代周期在不断缩短，因而电子废弃物的产量逐年递增，电子废弃物已成为全球增速最快的固体废弃物之一。印刷线路板作为电子工业的基础，是电子废弃物的重要组成部分。废弃印刷电路线路板的安全处置，是国际社会面临的重要课题。
[0004]印刷线路板的组成包括基板和装配在基板上的多种电子元器件。其中，PCB的基板材料通常为玻璃纤维增强树脂或环氧树脂，为防止线路板引起的燃烧，一般都会在基板材料中添加含卤素类化合物阻燃剂。在PCB基板上面，通常覆盖有铜箔丝构成的导电线路。另夕卜，还有电阻、电容器、晶体管、二极管以及由这些部件构成的集成电路安装在线路板中的相应位置。
[0005]废弃印刷线路板中通常含有大约40%的金属Ag Au Pd Cu，Sn、Co、In、Sb等、30%的塑料、30%的难熔氧化物。对其进行资源化回收利用具有重要意义。
[0006]火法冶金是一种古老的冶炼金属方法，将其用于废弃印刷线路板的处理工艺，利用高温使废弃印刷线路板中的非金属物质和金属物质彼此分离。其中部分非金属物质燃烧释放出热量，可作为熔炼的部分热源，产生的烟气逸出熔融体系；另一部分玻璃纤维及添加的助剂一起作为造渣剂浮在液态金属上部，同时保护金属不被过分氧化;贵金属在熔融状态下与其它金属形成合金，除去浮渣后，将熔融合金注入相应的模具中冷却，再通过精炼或电解处理，回收各种金属材料。
[0007]利用火法冶金技术处理废弃印刷线路板，不但工艺简单，处理量大，容易实现规模化应用，而且贵金属回收率高，得到的金属熔块所含的杂质少，同时还能利用线路板中的树脂等有机成分所含有的热量。因此，火法冶金技术是实现PCB资源化回收利用的有效方法。
[0008]但是，由于线路板阻燃剂中含有氯、溴等成分，含卤塑料的燃烧除了产生强腐蚀性的卤化氢外，还会产生二噁英、呋喃类等剧毒物质，还有可能产生卤代烃、多环芳烃等大气污染物。印刷线路板中的卤素含量比普通塑料要高很多，控制二噁英类物质和卤代烃的形成与排放至关重要。
[0009]二噁英PCDDs是2000多种多氯联苯PCBs中的一部分，是自然界燃烧和工业生产中非有意生成的持久性有机污染物UPPOPs。二噁英是由2个或I个氧原子联接2个被氯取代的苯环组成的三环芳香族有机化合物。包括多氯代二苯并二噁英PCDDs和多氯代二苯并呋喃PCDFs这两类三环芳烃化合物，分子结构中氯原子的取代个数是I?8个。根据氯的取代数目及位置的不同，这类化合物理论上共有210种同系物和异构体，其中P⑶Ds供75种，P⑶Fs共135种。另外，多卤联苯(如多氯联苯PCBs、多溴联苯PBBs)、多卤联苯醚(如多氯联苯醚PCDEs、多溴联苯醚PBDEs)、氯代萘PCNs以及溴代的二噁英(如PBDDs JBDFs)等等，由于它们在化学结构、化学性质以及毒理学性质方面与二噁英的相似性，所以又被统称为二噁英类化合物(D1xin-like compounds)。
[0010]在废弃印刷线路板高温焚烧过程所有潜在污染物中，溴二噁英最引人关注。多溴二苯并二噁英(PBDDs)和多溴二苯并呋喃(PBDFs)简称溴代二噁英(PBDD/Fs)，和溴-氯混合代二噁英也归属于二噁英类物质，与多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃(简称氯代二噁英，PCDD/Fs)具有相似的物理化学性质、生物毒性和环境行为。
[0011]溴代二噁英的生成途径主要包括:由阻燃剂经前驱物生成、从头合成(denove反应)两大类，前驱物生成又包括高温气相生成和低温异相(飞灰)催化两类。溴系阻燃剂在阻燃效应或者热解燃烧过程中，极易生成溴酚(PBPs)、溴苯(PBBs)等前驱物。
[0012]二噁英(d1xins)非人为生产，没有任何用途。它大多是在有机化合物燃烧时，碳氢化合物与甲基氯上的氯结合，经过一系列复杂化学反应产生的。例如:
[0013]①.自然界产生的
[0014]自然界的森林大火、火山喷发;微生物的生化作用和光化作用;生物乃至人类的新陈代谢产生的。
[0015]②.人为的燃烧过程
[0016]金属冶炼、垃圾焚烧、胆子电器废弃物焚烧。家庭取暖、烹饪，燃油、燃气飞机、汽车、轮船运行。
[0017]③.化学制造过程
[0018]含氯化合物的制造如含氯农药、杀虫剂、消毒剂、漂白剂
[0019]④.工业燃烧
[0020]石化燃料锅炉燃烧，工业窑炉燃烧如硅酸盐工业窑炉等等。
[0021]二噁英类大气污染物，极低剂量就会对生物体产生有害作用。具有急性致死毒性、高致癌、致畸、致突变、内分泌干扰效应以及生殖和发育毒性等危害。而且，二噁英难以降解，可在生物体内积累，进入环境将长期残留。是在环境中持续时间极长的污染物。因此，二噁英的毒性极强，为人类I类致癌物。
[0022]以上看来，废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的治理与控制，对于人类健康与环境保护至关重要。
[0023]现有技术中，废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的处理装置存在如下不足之处:
[0024]1.在废弃印刷线路板焚烧过程中，由于焚烧工艺条件控制及废弃印刷线路板料均质程度欠佳，导致其夹带的二噁英类化合物未能得到完全分解，致使二噁英类化合物进入烟气;更严重的是废弃印刷线路板中夹带的含卤素有机化合物未能得到充分燃烧，导致大量产生氯酚、多氯联苯等二噁英的前驱物，被烟尘携带进入烟气处理系统；
[0025]2.在废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中处理系统中，余热锅炉换热，烟气冷却，布袋收尘等处理工艺，处理时间长、操作温度落入易生成二噁英的250?680°C温度范围内。为烟气中的前驱物在250?500°C合成二噁英，和氯酚、氯酚基团、各种有机物以及有机基团在580?680°C高温气相合成二噁英提供了条件。导致二噁英类污染物的再合成，大大增加了烟气中的二噁英类大气污染物。
[0026]3.废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中中携带大量粉尘，粉尘中夹带的含氯有机物未能得到充分燃烧，产生的二噁英前驱物，被烟尘吸附，并在烟气的输送和处理过程中，通过铜、铁等过度金属及其氧化物的催化作用下，进一步生成二噁英类污染物。
[0027]4.为避开二噁英再合成的低温合成区，只利用烟气500°C以上的热量。造成了热能的浪费。
[0028]5.废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的处理装置，尚未见到。
[0029]一种不仅热能回收效率高，而且能够对于在废弃印刷线路板焚烧过程中，产生的二噁英类(d1xins)大气污染物，进行有效治理的废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的处理装置是人们所期待的。
【发明内容】
[0030]本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种不仅热能回收效率高，而且能够对于在废弃印刷线路板焚烧过程中，产生的二噁英类(d1xins)大气污染物，进行有效治理的废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的处理装置，本发明的目的可以通过如下措施来达到:
[0031]本发明的废弃印刷线路板火法冶金工艺产生的烟气中二噁英类大气污染物的处理装置，其特征在于处理装置由如下顺序连接的设备构成:一级强化燃烧炉I，二级强化燃烧炉2，氮化硅多孔陶瓷过滤器3，逆流换热余热锅炉4，组合式热管换热器5，滤袋除尘器6，酸性气体脱除系统7，活性炭吸附塔8和引风机9;
[0032]所述处理装置的运行方法包括如下步骤:
[0033]①.烟气强化燃烧
[0034]来自废弃印刷线路板焚烧熔炼炉的烟气，首先进入一级强化燃烧炉1，然后进入二级强化燃烧炉2强化燃烧;使得烟气中携带的有机可燃物继续充分燃烧；同时，在火法冶金工艺过程中产生的二卩惡英类化